DE1085651B

DE1085651B - Blutpumpe, insbesondere fuer Herz-Lungenmaschinen

Info

Publication number: DE1085651B
Application number: DES45902A
Authority: DE
Inventors: Dr Med Aake Senning; Per Anton Aastradsson
Original assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Current assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Priority date: 1954-10-06
Filing date: 1955-09-30
Publication date: 1960-07-21
Also published as: US2961965A; NL88514C

Description

Die Erfindung betrifft eine Blutpumpe, bei welcher der Pumpenraum mit periodisch veränderlichem Rauminhalt aus einem deformierbaren Schlauch besteht. Eine Wand des Schläuche ist einer periodischen Verschiebung unter der Einwirkung eines hin- und umhergehenden Organs unterworfen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Regelung des Pumpenvolums und damit der Pumpenleistung in Abhängigkeit von dem Blutbedarf des Patienten zu erreichen. Die Lösung besteht darin, daß nach der Erfm dung eine oder mehrere nachgiebige Druckkammern an dem schlauchartigen Pumpenraum anliegen und die Druckkammern mit einem Drucksteuerorgan zur Regelung der Pumpenleistung verbunden sind.

Es sind Blutpumpen — auch als künstliches Herz *5 bezeichnet — bekannt, bei dem die Bewegung des Bluts der Geschwindigkeit und Amplitude der gewünschten Systole und Diastole des natürlichen Herzens angepaßt ist. Auch ist es bekannt, eine Blutpumpe mit einer Steuervorrichtung zur Nachahmung des lebenden Herzens zu versehen.

Während bei diesen bekannten Blutpumpen angestrebt wird, die Arbeitsweise des Herzens weitgehend nachzuahmen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die geförderte Blutmenge in jedem Augenblick regeln zu können und das umgepumpte Blut ζ. B. in einem Oxygenator zu behandeln und dem Patienten wieder zuzuführen. Dabei soll das Blut keinen starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt werden und in möglichst ruhigem Strom fließen.

Das wird dadurch erreicht, daß bei Blutpumpen, deren Pumpenraum mit periodisch veränderlichem Rauminhalt aus einem deformierbaren Schlauch besteht und eine Wand des Schlauchs unter der Einwirkung eines hin- und hergehenden Schlauchs einer periodischen Verschiebung unterworfen wird, eine oder mehrere nachgiebige Druckkammern an dem schlauchartigen Pumpenraum anliegen, und die Druckkammern mit einem Drucksteuerorgan zur Regelung der Pumpenleistung verbunden sind.

Bei einer nicht zum Stand der Technik gehörenden Blutpumpe sind zwei schlauchförmige Pumpenräume vorgesehen. Eine Wand des Pumpenraums wird in axialer Richtung aufwärts und abwärts verschoben. Der Querschnitt des Pumpenraums bleibt unverändert, und die Pumpenleistung kann nur dadurch verändert werden, daß Frequenz oder Amplitude der beweglichen Wand verändert werden. Demgegenüber liegen nach der Erfindung eine oder mehrere nachgiebige Druckkammern an dem Pumpenraum an, und die Druckkammern sind mit einem Drucksteuerorgan verbunden.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einer bei-■spielsweisen Ausführungsform schematisch dargestellt.

Blutpumpe, insbesondere
für Herz-Lungenmaschinen

Anmelder:

Svenska Aktiebolaget Gasaccumulator,
Lidingö (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Beanspruchte Priorität:
Schweden, vom 6. Oktober 1954

Dr. med. Äke Senning

und Per Anton Ästradsson, Stockholm,

sind als Erfinder genannt worden

Es sind zwei parallel geschaltete Pumpenräume 1 und 2 vorgesehen, welche über Einlaufventile 3 und 4 sowie Auslaufventile 5 und 6 an eine Einlaufleitung 7 bzw. eine Auslaufleitung 8 angeschlossen sind. Die Pumpenräume sind je mit einer Wand aus verformbarem Material ausgebildet, z. B. Gummi, plastischem Kunststoff, welche zwecks Änderung des Rauminhalts der Pumpenräume einer periodischen einwärtswirkenden Druckwirkung ausgesetzt wird. Eine Wand jedes Pumpenraums wird der Einwirkung eines am einen Ende eines Hebels 9 angeordneten Kolbens 10 ausgesetzt. Das andere Ende des Hebels ist mit einem Exzenter 11 verbunden, so daß der Kolben 10 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt wird. Dabei wird die nachgiebige Wand der Pumpenräume 1 und 2 einer periodischen einwärts wirkenden Druckwirkung ausgesetzt. Durch die Elastizität nimmt die Wand, nach einer erfolgten Einwärtsbewegung des Kolbens, an dessen Rückkehrbewegung teil. Wenn kein Gegendruck vorgesehen ist, der die Bewegung der gegen
überstehenden Wand einschränkt, wird diese an der Schwingung der der Eindruckwirkung ausgesetzten Wand teilnehmen. Der Rauminhalt des Pumpenraums bleibt daher über die ganze Periodendauer der Schwingung des Kolbens unverändert, und die Pumpleistung hat somit einen Mindestwert. Wenn dagegen eine feste Stütze für die gegenüberstehende Wand vorgesehen wird, wird während der Schwingungen des Kolbens 10 die größtmögliche Änderung des Rauminhalts des Pumpenraums erhalten, so daß in

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Claims

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diesem Fall ein Höchstwert der Pumpenleistung er- bung in irgendeiner Richtung bewirkt, und somit auch halten wird. Zur Einstellung des für jeden Hub wirk- keine Rückwirkung auf die Membran 35 entsteht,
samen Pumpenvolumens ist eine Gegendruckvorrich- Zur Erklärung der Arbeitsweise sei angenommen, tung vorgesehen, deren Wirksamkeit in Abhängigkeit daß der Zufluß in den Behälter 34 sowie der Zufluß 7 von der erwünschten Pumpenleistung einstellbar ist. 5 in die Pumpenräume 1 und 2 und auch diese Pumpen-Die Vorrichtung besteht aus einer Druckkammer mit läume selbst mit Blut gefüllt sind und daß außerdem einer gegen den Pumpenraum gerichteten, nachgiebi- die Blutmenge im Behälter 34 ein vorbestimmtes gen Wand. Die Druckkammer enthält ein Druck- Niveau erreicht. Dieses kann so gewählt sein, daß medium, dessen Druck von der erwünschten Pumpen- das Nadelventil 23 in einer Zwischenlage offen geleistung abhängig ist. Bei der dargestellten Ausfüh- io halten wird, wodurch Druckmedium von der Leitung rungsform bestehen die Druckkammern 12, 13 aus 28 durch die Leitungen 18, 16 und 17 in die Druck-Gummischläuchen, die zwischen dem Pumpenraum 1,2 kammern 12 und 13 hineinfließen kann. Außerdem sei und einer festen Stütze 14, 15 angeordnet sind. Jede angenommen, daß das Nadelventil 24 einen Teil des der Druckkammern 12 und 13 ist durch Leitungen 16 Druckmittels durch die Röhre 21 ausströmen läßt, bis 18 mit einem Drucksteuerorgan 19 verbunden. 15 Der in den Leitungen 16 bis 18 herrschende Druck wird Dieses ist seinerseits mit einer Druckmittelquelle 20 demgemäß konstant gehalten, und die Druckkammern und einer Leitung 21 zur Atmosphäre versehen. Das 12 und 13 sind bis zu einer Zwischenstellung aufDruckmittel kann z. B. ein Gas sein, vorzugsweise geblasen. Wenn der Exzenter 11 in Drehung versetzt unter Druck stehender Sauerstoff, der auch zur Oxy- wird und dadurch der Kolben 10 in hin- und herdation des durch die Vorrichtung gepumpten Bluts 20 gehende Bewegung versetzt ist, wird eine bestimmte ausgenützt werden kann. Blutmenge durch die Pumpenräume 1 und 2 unter

Das Drucksteuerorgan 19 enthält ein Nadelventil wechselweiser Funktion dieser Räume befördert, so 23, das zwischen die Leitungen 20 und 18 eingesetzt daß ein verhältnismäßig gleichförmiger Blutstrom ist. Dieses Nadelventil ist so ausgebildet, daß seine durch die Leitungen 7 und 8 entsteht. Bei dieser Ar-Nadel auch bei abgesperrtem Ventil in dem dafür 25 beit sinkt die Flüssigkeitsmenge im Behälter 34, und vorgesehenen Sperrkanal frei beweglich ist. Ein zwei- die Membran 35 wird angehoben. Sie beeinflußt dabei tes zum Ventil 24 gehörendes Nadelventil 25 ist zwi- über die Stange 33 und den Hebel 31 das Nadelventil sehen den Leitungen 18 und 21 wirksam. Es kann mit 23, so daß eine kleinere Menge des Druckmittels dem der Hand in eine Lage gestellt werden, die eine pas- Leitungssystem 16 bis 18 zugeführt wird. Hierdurch sende Menge Gas durch die Leitung 21 ausströmen 30 wird der aufgeblasene Zustand der Druckkammern 12 läßt. Schließlich enthält das Ventilaggregat ein Ventil und 13 abgeschwächt, so daß ihre Wände nachgiebiger 26, das beim öffnen das in den Druckkammern 12 werden unter Verminderung der Pumpenleistung in und 13 sowie in den Leitungen 16 bis 18 vorhandene solchem Ausmaße, daß bei gleichbleibendem Zufluß Gas unmittelbar in die Umgebung ausströmen läßt. einem Absinken des Pegelstands im Behälter 34 ent-

Das Ventil 23 hat eine Feder 27, die danach strebt, 35 gegengewirkt wird. Die Vorrichtung stellt sich also das Ventil offen zu halten. Die Feder drückt gegen selbsttätig auf einen konstanten Wert des Pegelstands einen Flansch 28, welcher außerdem zur Begrenzung im Behälter 34 ein. Dieser Wert kann von der Hand der Öffnungsbewegung des Ventils dient. Das andere durch Änderung der Spannung der Feder 32 ein-Ende der Nadel ist als Betätigungsstift 29 ausgebil- gestellt werden, wobei der Pegel im Behälter 34 andet, der durch das eine Ende eines um einen Dreh- 40 steigt, wenn die Federspannung vergrößert wird,
punkt 30 gelagerten zweiarmigen Hebels 31 beeinflußt Bei der dargestellten Ausführungsform sind sowohl werden kann. Außerdem wird das Ende des Hebels die Pumpenräume 1 und 2 als auch die Druckkammern durch eine Feder 32 beeinflußt. Das andere Ende des 12 und 13 als Rohre oder Schläuche ausgebildet, je-Hebels wirkt mittels einer Stange 33 auf eine auf doch kann dieselbe Wirkung auch dann erreicht werden Flüssigkeitsstand in einem Behälter 34 an- 45 den, wenn eines dieser Organe eine feste Wand besprechende bewegliche Membran 35, welche durch sitzt. Des weiteren kann das pegelabhängige Anzeigeeine auf der Membran befestigte Scheibe 36 mit der organ des Behälters 34 statt als Membran auch aus Stange 33 verbunden ist. Bei abnehmender Flüssig- einem Schwimmer bestehen, dessen Auf- und Abkeitsmenge, d. h. bei sinkendem Pegel im Behälter 34, wärtsbewegungen auf das Nadelventil 23 übertragen wird die Membran 35 unter der Einwirkung der Fe- 5° werden.

der 32 angehoben, so daß das Nadelventil 23 gegen Die Druckkammern 12 und 13 können auch zwidie Sperrlage beeinflußt wird. Das Nadelventil wird sehen dem Kolben 10 und den Pumpenräumen 1 und 2 wieder geöffnet, wenn die Flüssigkeitsmenge im Be- vorgesehen sein,
hälter 34 ansteigt. Um zu verhindern, daß die Flüssigkeitsmenge im Behälter 34 unter einen festgelegten 55 Patentansprüche:
Wert herabsinkt, ist ein Ventil 26 vorgesehen. Es 1. Blutpumpe, insbesondere für Herzlungenwird von dem rechten Teil des Hebels 31 derart be- maschinen, bei welcher der Pumpenraum mit einflußt, daß das Ventil 26 geöffnet wird, wenn die periodisch veränderlichem Rauminhalt aus einem Membran 35 durch die Feder 32 eine bestimmte deformierbaren Schlauch besteht und eine Wand Strecke in den Behälter 34 hineingedrückt worden 60 des Schlauches eine periodische Verschiebung ist. Dies geschieht, wenn das Ventil 23 ganz ab- unter der Einwirkung eines hin- und hergehenden gesperrt ist, wobei jedoch dessen Nadel noch weiter Organs unterworfen ist, dadurch gekennzeichnet, nach unten in den Kanal hereingeführt werden kann. daß eine oder mehrere nachgiebige Druck-Das Druckmittel in den Druckkammern 12 und 13 so- kammern (12, 13) an dem schlauchartigen wie in den Leitungen 16 bis 18 kann dabei unbehindert 65 Pumpenraum (1, 2) anliegen und die Druckin die umgebende Luft strömen. Das Ventil 26 ist, kammern (12, 13) mit einem Drucksteuerorgan wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit zwei Kolben (19) zur Regelung der Pumpenleistung verbunden versehen, zwischen welchen das Druckmittel vorbei- sind.

fließt, wodurch erreicht wird, daß das Ventil so aus- 2. Blutpumpe nach Anspruch 1, dadurch gebalanciert wird, daß das Druckmittel keine Verschie- 70 kennzeichnet, daß die Druckkammer aus wenig-

stens einem weiteren nachgiebigen Schlauch (12, 13) besteht.

3. Blutpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (12, 13) zwischen dem Pumpenraum (1, 2) und einem fest- S liegenden steifen Teil angeordnet ist.

4. Blutpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer mit einem Druckreduzierventil des Drucksteuerorgans (19) in Verbindung steht.

5. Blutpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerorgari (19) in Reihe zwischen einer Druckmittelquelle (20) und der Atmosphäre (21) zwei Ventile (23, 24) enthält und der Raum zwischen den beiden Ventilen über eine Leitung (16, 17, 18) mit den Druckkammern (12, 13) in Verbindung steht.

6. Blutpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ventil (24) von Hand

einstellbar ist, während das andere Ventil (23) in Abhängigkeit von einem Anzeigeorgan (30 bis 36) für den Blutbedarf beeinflußt wird.

7. Blutpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerorgan (19) ein Ventil (26) für eine Verbindung des Raumes zwischen den Ventilen (23, 24) mit der Atmosphäre besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 800 805;
schweizerische Patentschrift Nr. 63 204;
französische Patentschrift Nr. 970 840;
britische Patentschriften Nr. 323 583, 565 073, 046.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 027 369.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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